Rapport scientifique et technique n°1 SOLEN SOlutions for Low Energy Neighborhoods

SOLEN
SOlutions for Low Energy Neighborhoods
Rapport scientifique et technique n°1
Recherches : Anne-Françoise Marique (LEMA-ULg), Tatiana de Meester et Simon Cuvellier
(Architecture et climat-UCL)
Encadrement : Prof. André De Herde (Architecture et climat-UCL) et Prof. Sigrid Reiter (LEMA-ULg)
Date : 28 juin 2013
Projet de recherches financé par la Région wallonne de Belgique (DG04) dans le cadre du programme
mobilisateur Erable (2012 - 2014)

Coordonnées des équipes de recherches :
Université de Liège Université catholique de Louvain
LEMA Architecture et climat
Chemin des Chevreuils 1 B52/3 Place du Levant, 1
4000 Liège 1348 Louvain-La-Neuve
Prof. Sigrid Reiter Prof. André De Herde
Anne-Françoise Marique Simon Cuvellier
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[e-mail] [e-mail]

SOLEN : Rapport scientifique et technique n°1 (juin 2013) 3
Anne-Françoise Marique, Simon Cuvellier, Tatiana De Meester, André De Herde et Sigrid Reiter
1. Introduction
Le présent rapport scientifique et technique présenté les résultats de la première année
(1er mai 2012 – 30 avril 2013) de la recherche SOLEN (SOlutions for Low
Energy Neighbourhoods). Le projet de recherches SOLEN porte sur le développement de
solutions visant à améliorer l’efficacité énergétique des quartiers résidentiels wallons
existants, en ce qui concerne le bâti et la mobilité, et à y favoriser l’intégration des
énergies renouvelables, pour tendre vers les objectifs quartiers à « (très) basse énergie » et
quartiers « zéro-énergie ». L’objectif concret de la recherche est d’offrir un outil
informatique interactif, accessible sur le Web, qui permette de déterminer les stratégies les
plus efficaces pour réduire les consommations énergétiques globales (en énergie
primaire) des quartiers résidentiels wallons existants, en phase d’utilisation et en cycle de
vie. Ces solutions, adaptées et différenciées en fonction des tissus bâtis et de leurs
caractéristiques, porteront sur la rénovation énergétique du bâti, sur les stratégies de
mobilité et sur l’intégration des énergies renouvelables. Cet outil interactif se base sur l’outil
développé dans le cadre du projet SAFE (Suburban Areas Favoring Energy efficiency,
2009-2012, programme mobilisation Energywall), disponible sur http://www.safe-
energie.be, qui sera largement mis à jour et enrichis, notamment en ce qui concerne la
prise en compte de nombreux motifs de transports et des chaines de déplacements,
l’extension significative de la base de données « bâtiments » pour inclure également les
appartements, les bâtiments ruraux et urbains et la prise en compte de différents types
d’énergies renouvelables dans le bilan énergétique global.
Le présent rapport scientifique et technique couvre, conformément au calendrier de la
recherche (voir rapport administratifs n°1 et 2, à cet effet) les phases I et II de la
recherche.
Le Chapitre 2 du présent rapport est ainsi dédié à un vaste état de l’art des objectifs
« (très) basse énergie » et « zéro-énergie », à l’échelle des bâtiments et à l’échelle des
quartiers. Le Chapitre 3 présente la typologie des quartiers et des bâtiments qui a été
développée dans le cadre de la recherche. Le Chapitre 4 revient rapidement sur les
particularités et les objectifs de l’outil interactif safe-energie.be et présente les
amendements qui seront apportés dans le cadre de SOLEN ainsi que les données de
fréquentation du site internet depuis sa mise en ligne, en juin 2012. Le Chapitre 5 présente
les modifications et ajouts qui seront apporté à l’outil interactif safe-energie.be en ce qui
concerne l’évaluation énergétique des bâtiments, de façon à prendre en compte tous les
types de bâtiments représentatifs de l’ensemble du stock bâti résidentiel wallon. La
méthode d’évaluation énergétique et son application systématisée sont présentées dans
ce chapitre. Le Chapitre 6 présente les modifications qui seront apportées à l’outil safe-
énergie.be en termes d’évaluation énergétique des bâtiments, de façon à rendre cet
outil indépendant des données provenant des recensements existants, à intégrer
l’ensemble des motifs de déplacements quotidiens d’un individu ou d’un ménage et à
prendre en compte les chaines de déplacements. L’approche développée pour
l’évaluation énergétique des déplacements, à l’échelle d’un quartier est présentée. Elle
s’articule autour de la notion d’accessibilité de façon à intégrer une démarche plus

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prospective, utile notamment dans le cadre de la construction d’un nouveau quartier. Le
Chapitre 7 est consacré à l’évaluation de l’apport en énergies renouvelables de différents
types, à l’échelle des bâtiments et à l’échelle des quartiers, qui constitue une des
originalités du projet SOLEN et un apport majeur à l’outil existants safe-énergie.be. Les
types d’énergies renouvelables qui sont investiguées dans ce cadre sont : le
photovoltaïque, le solaire thermique, l’éolien, la biomasse et la cogénération. Chacune
de ces énergies renouvelables fait l’objet d’un ou plusieurs modules permettant
l’évaluation des gains énergétiques potentiels et d’une ou plusieurs fiches pratiques qui
seront ajoutées à l’outil interactif. Le Chapitre 8 propose une synthèse des éléments
principaux articulée autour de la définition d’un cadre conceptuel pour l’étude des
quartiers résidentiels « (très) basse énergie) et « zéro-énergie ». Une première application
de ce cadre conceptuel est proposée sur deux quartiers représentatifs (un quartier dense
de centre-ville et un quartier périurbain peu dense) de façon à tester son applicabilité et
à investiguer quelques premiers résultats principaux.
Ce rapport scientifique et technique n°1 se conclut (Chapitre 9) par une synthèse des
principaux résultats obtenus lors de la première année de la recherche et par le
développement de perspectives futures à investiguer lors de la seconde année de la
recherche.

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2. Phase I : Etat de l’art
2.1. Le projet SOLEN : rappel des objectifs et cadrage de la
recherche
Le projet de recherche SOLEN (SOlutions for Low Energy Neighbourhoods) porte sur le
développement de solutions visant à améliorer l’efficacité énergétique globale des
quartiers résidentiels wallons existants, tant en ce qui concerne le bâti que la mobilité, ainsi
qu’à y favoriser l’intégration des énergies renouvelables, dans le but de tendre vers les
objectifs quartiers wallons « (très) basse énergie » et « zéro-énergie». Le logement et le
transport des personnes sont en effet deux secteurs particulièrement énergivores et
émetteurs de gaz à effet de serre, aussi bien en Wallonie qu’en Europe. Dans le contexte
actuel de prise de conscience des changements climatiques, réduire les consommations
d’énergie dans ces deux secteurs apparaît souvent comme une cible politique
importante. Force est toutefois de constater que les actions politiques les plus fortes et les
recherches scientifiques semblent surtout axées sur la construction neuve, négligeant le
potentiel de rénovation des bâtiments, les stratégies de mobilité et l’intégration des
énergies renouvelables. Cependant, le stock bâti wallon présente des performances
énergétiques médiocres (bâti ancien, peu ou pas isolé) et un taux de renouvellement
faible ; c’est donc au niveau de la rénovation du stock existant, que réside le plus grand
potentiel de réduction des consommations d’énergie des bâtiments. En outre, le
développement de stratégies durables en termes de mobilité et d’utilisation des énergies
renouvelables apporte un complément indispensable à l’étude énergétique du stock bâti
existant, pour réduire à grande échelle les émissions de gaz à effets de serre.
Si la conception d'un bâtiment du point de vue énergétique a été largement analysée,
peu de recherches se sont intéressées à l’efficacité énergétique à l’échelle de fragments
urbains et les quelques études existantes suggèrent la possibilité de trouver une densité
urbaine optimale du point de vue énergétique mais elles ne proposent pas de stratégies
d’interventions sur les quartiers existants pour améliorer leur bilan énergétique. De plus, ces
recherches ciblent souvent les centres historiques et les noyaux urbains denses alors que le
stock bâti wallon est constitué de plusieurs types de quartiers (urbains, suburbains, ruraux)
qui présentent des caractéristiques très différentes (densité, type de bâti, âge de
construction, éloignement au centre-ville, mixité, etc.), qui ont une incidence directe sur
les consommations d’énergie du bâti et des transports ainsi que sur le potentiel en
énergies renouvelables.
La spécificité de ce projet de recherche consiste à étudier les interactions entre le milieu
bâti, le transport et le potentiel en énergies renouvelables à l’échelle du quartier, ce qui
est un sujet de recherche innovant et vise à combler un vide scientifique important. Ce
projet développera des méthodes d’évaluation énergétique et des stratégies de
réduction des consommations en énergie primaire (bâtiments + transport + énergies
renouvelables) pour des quartiers existants, qui seront adaptées et différenciées en
fonction des tissus bâtis (urbain, périurbain, rural) et de leurs caractéristiques.